商业航天各环节核心梳理

1、卫星通信产业基础与价值解析

卫星通信战略定位与应用：新型高通量卫星及非地球静止卫星轨道系统发展，使低轨卫星商业价值愈发受限。卫星通信可赋能无网络覆盖地区的移动宽带、移动场景宽带连接、广域物联网，以及高精定位与导航。其应用类型主要包括通信卫星、遥感卫星、导航卫星，同时新增了算力型卫星。激光通信是星间链路的重要方式，激光通信终端为光机电综合系统，包含光学、跟瞄和通信三个基础分系统，还配有热控和配电等模块；星间激光链接的核心是PTA复合控制系统，涵盖瞄准机构、控制以及传感系统三个主要部分。

·卫星轨道类型及核心特性：按轨道高度划分，卫星可分为低轨卫星、中地球轨道卫星、地球静止轨道卫星、太阳同步轨道卫星及地球静止转移轨道卫星。低轨卫星分布在地球表面上方160~1500公里高度，轨道周期为90~20分钟，每天最多环绕地球16圈，适配遥感、高分辨率地球观测和科学研究场景，数据获取与传输效率高；中地球轨道卫星处于近地轨道与地球静止轨道之间，高度为5000~20000公里；地球静止轨道航天器位于赤道上方约3.5万公里处，轨道周期与地球自转周期一致，在地面视角中保持静止，三颗均匀分布的该类卫星几乎可实现全球覆盖；太阳同步轨道卫星在地球上方600至800公里，从北向南穿越极地，会在相同当地太阳时穿过指定位置。

2、低轨卫星频轨资源全球竞争

·频轨资源规则与竞争格局：有限的卫星轨道和频谱资源是卫星星座建设核心要素，全球频轨资源竞争激烈，主要国家多以批量申报锁定优势资源。ITU对卫星星座部署有明确时间要求：提交申请后1年内需发射首星，投入使用监管期结束后2年内部署星座10%，5年内部署50%，7年内完成全部星座部署，未达标将被缩减申报的网络资料。频段特性各有差异：C频段雨衰系数低，适用于通信质量要求严格的场景；Ka频段带宽更高、增益更强，虽雨衰高于Ku频段，但在Ku频段资源枯竭背景下有望得到充分利用。

·海外低轨星座布局进展：海外低轨星座布局中，Starlink进度全球领先。SpaceX于2015年提出Starlink计划，2016年向ITU申请，最终将星座规模扩大到4.2万颗，主要使用Ku、K和Q频段，部署在550~1350公里轨道，总投资超300亿美金。其初期星座规划4400颗，2021年商用，目前已部署1000多颗；第一阶段通过12次发射部署1584颗卫星在550千米轨道，可覆盖美国本土，后续总规划4.2万颗低轨卫星，初步规划发射1.82万颗，分三阶段构建三层无线网络。OneWeb初期规划648颗Ku频段卫星，2022年末开始运行，星座建设分三阶段，但受俄乌冲突影响部署滞后，2022年仅部署3批次110颗卫星，累计部署504颗，完成第一阶段的80%。俄乌冲突中Starlink投入网络作战，凸显了低轨卫星的战略价值。

·国内低轨卫星产业布局：我国低轨卫星互联网发展虽与欧美有差距，但随着卫星互联网被纳入新基建七大重点领域及“十五”国家重点发展工程，部署有望加速。2020年4月，国家发改委首次将卫星互联网纳入新基建；2020年9月，中国星网提交以GW为代号的两个宽带计划，规划发射1.3万颗卫星；2021年中国卫星网络集团成立，承担航天安全战略作用，其总部大楼计划2023年12月底竣工。G60星链由多方联合打造，上海垣信为实施主体，一期计划发射11296颗卫星，未来将实现1.2万颗以上卫星组网，预计2024年首发首批卫星，2025年底前完成第一代卫星发射任务，建设周期为2023-2027年。

3、卫星发射环节技术与成本分析

·国内外运载火箭体系：SpaceX设计、制造并运营的Falcon 9是中型二级入轨火箭，2019年5月23日，该火箭一次性搭载60颗卫星升空并首次部署，相较旧型号具备更高重复使用能力和可靠性，还采用全新设计上面级替代旧款；其重型版本低轨运载能力达2.5万千克，大幅提升使用效能。国内运载火箭分为国家队与民营两类：国家队为自研的长征系列，长征一号、二号、五号、六号、七号、九号等具备低轨卫星运载能力；民营火箭发展蓬勃，典型代表为蓝箭朱雀系列、天兵天宫系列。国内现有4个航天发射场及海上发射母港海洋东方航天港，酒泉是国内最早最大的综合发射中心，也是唯一载人航天发射场。

·火箭回收技术与降本路径：SpaceX火箭发射成本全球最低，我国长征火箭发射成本约为其5倍左右，未来实现可重复使用有望缩短该成本差距。当前降成本主要有三大路径：火箭复用回收、一箭多星、采用廉价高效燃料和材料。火箭回收方式包括降落伞回收、滑翔回收、垂直起降回收及海上补网技术，其中垂直起降回收是发展趋势，原理为火箭第一级分离后预留燃料，下落时重启发动机降落到海面或陆地着陆场，可定点回收便于翻修，经济性好，但需严格质量控制和高技术投入，面临无动力滑行推进剂管理、发动机多次启动及大范围变推力等技术难点，目前正研发绳网捕捉技术以提升回收可靠性。SpaceX依托成熟的第一级回收能力大幅降本：Falcon 9成本约5000万美金，复用型成本1500万美金；回收半个整流罩可节省250万美金；标准GTO发射服务费用6200万美元，若实现二级复用，发射成本有望降至500-600万美金。

·一箭多星技术应用：一箭多星技术可充分利用运载火箭运力，将多颗卫星送入地球轨道，有效提升发射效率、降低发射成本。SpaceX在该技术上表现突出，其Starlink卫星采用扁平状设计，单颗尺寸3.2×1.6×0.2，重230公斤，仅配备一个太阳能电池阵列以减少体积，卫星采用自对接形式部署于轨道，无需专用多星适配器，一枚Falcon 9火箭可搭载多达60颗Starlink卫星，充分利用箭体空间。此外，国内外均在降低燃料成本方面发力：SpaceX研发出性价比更高的氪离子霍尔推进器，应用于2019年起发射的第一代Starlink卫星；国内朱雀二号采用液氧甲烷作为燃料，以此降低发射成本。

4、卫星制造环节核心构成与布局

·卫星平台核心系统解析：卫星总体分为卫星平台和有效载荷，卫星平台为载荷提供电力、机动能力、数据传输等支持，辅助其完成任务。姿态控制系统是平台核心系统之一，由姿态敏感器、姿态控制器、执行机构构成：敏感器测量卫星姿态信息，控制器由星载计算机及相关电路组成，执行机构产生力矩改变卫星姿态。姿态敏感器中，磁强计利用地磁场确定姿态，主流为三轴磁力计，广泛应用于小卫星；红外地球敏感器测量精度高、抗沾染能力强，是当前主要姿态测量仪器。执行机构方面，磁力矩器因结构轻便、成本低、功耗小，在近地轨道应用广泛；飞轮系统能量消耗少、控制精度高、寿命长，适用于更高轨大型航天器。电源系统以抗辐照光伏电池板为主，方案涵盖纯化加、钙钛矿异质结、传统P型硅，相比地面光伏增加了抗辐照能力；测控系统则分为跟踪、遥测、遥控三部分。

·卫星有效载荷核心部件：有效载荷是卫星直接完成特定任务的核心，其核心为转发器和多波束相控阵天线。转发器负责处理地球站信号，分为透明与充电转发器，由微波接收器、功率放大器等构成，功率放大器包括行波管放大器和半导体固态放大器两类，还需配置多功器实现通信通道化。多波束相控阵天线可同时实现多个独立高增益波束，是低轨通信卫星的重要载荷，分为有源和无源两类，其中TR组件占有源相控阵天线成本主要比例，其输出功率和个数决定了天线可实现的最大平均功率。有源相控阵天线具备小型化、快速扫描、高增益等优势，Starlink卫星部署的Ku频段多波束相控阵天线代表全球商用通信低轨卫星的领先水平。

·国内卫星制造平台概况：卫星制造流程由设计、生产、测试及总装组成，产能与制造成本密切相关。目前我国典型卫星制造平台包括航天五院、航天科工、五小卫星、格思航天、银河航天、时空道宇、微纳星空等。

5、卫星产业链下游与投资标的梳理

·下游地面与手机直连技术：地面站涵盖星关站、综合卫星运控管理、连接地面核心网的基础设施，以及信号处理、网络接入设备等。当前手机直连卫星业务迎来产业化发展，技术路径分为两种：其一为在手机端集成卫星通信模组，优化卫星系统并依托现有移动通信系统，该多模集成方案已被多家手机厂商采用；其二为优化无线系统需求，通过优化无线载荷，实现用户无需更换手机即可直连卫星。手机直连卫星的核心技术难点在于射频系统设计小型化、通信协议优化以及测试调控，卫星通信射频系统主要由基带芯片、射频芯片以及卫星天线构成。

·全产业链投资标的梳理：从全产业链维度梳理投资标的：

a.上游：运载火箭核心部件相关标的包括振华风光和航天发展，航天发展主打航天防务、信息技术和装备制造业务，拥有防空导弹系统、飞航导弹系统、固定火箭以及空间技术等产品；低轨通信卫星载荷相关标的有航天环宇、雷电微力、国博电子、铖昌科技，聚焦天线单元领域。

b.中游：低轨卫星平台自控环节核心标的为航天智光、天银机电、国光电器；卫星总装环节核心标的是中国卫星和信科移动，中国卫星主营小卫星、微小卫星研制及卫星应用业务，股东背景深厚。

c.下游：地面站环节核心标的包括华力创通、海格通信以及新劲刚等公司。